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infotek 2026-07-29 13:43

使用VirtualLab Fusion和MATLAB进行跨平台光学建模和设计

摘要 hX)r%v:  
3leg,q d  
因为单个软件很难为研究中的不同领域提供所需的功能,所以通常复杂光学系统的建模和设计通常需要同时使用多个软件。 通过标准批处理模式,我们演示了如何使用MATLAB访问VirtualLab Fusion的场解算器并使用MATLAB执行光学仿真。 本示例展示了基于多种配置的严格光栅分析,参数扫描和优化。 _ %&"4bm.  
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8!>uC&bE8  
m'k`p5[=h  
工作流程概述 Tv3ZNh  
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K1O/>dN_\O  
9 )B>|#\  
MATLAB BO[Q"g$Kon  
- 批处理模式文件的交互式访问 0x# 6L  
- 外部数学函数和工具 U'-MMwE]  
e_]1e 7t  
!dhZs?/UI  
批处理模式文件 - 执行仿真 ^ .kas7 <  
- 光学参数和仿真结果存储 nIph[Vs-Z  
1sc #!^Oo  
VirtualLab Fusion - 光学设置定义 - 内核仿真引擎
在VirtualLab Fusion中定义光学设置 /7S]%UY  
?RWd"JTGue  
在VirtualLab中生成相应的光学设置 1:YDN.*  
U YUIpe  
Z+t?ah00  
Xki/5roCQ|  
创建批处理模式文件 (~Zg\(5#  
Q k-y 0  
Zz?+,-$_*&  
•首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。 e@]cI/j  
•在所选文件夹中,生成三个新文件 vW$] :).  
- parameters.xml R~RY:[5?w  
包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件 Rz=]KeZu  
- sample_batch.bat tY# F8a&  
包含要执行的命令的批处理文件 m$LZ3=v%8  
- system.os =Bo0Oei  
包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式) ;t?pyFT2Z  
)STt3.  
=j;o, J:(  
'2[ _U&e  
修改批处理文件 njUM>E,'  
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b:O4d<+%  
使用批处理文件执行仿真 g X(QRQ  
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3J,/bgL5  
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使用MATLAB执行仿真(通过批处理) ae!_u \$  
:He:Bdk  
f4tia .  
z0Zl'  
使用MATLAB执行仿真(通过批处理) 9h0|^ttF  
UVI=&y]c,p  
D3^v[>E2  
参数扫描 - 变化单个参数 X4/r#<Da  
czZ-C +}%  
Q  o=  
•MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。 O0$ijJa|  
•作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。 J| DWT+$#Z  
•在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。 lJYv2EZ  
+M.|D,wg2  
5cE[s<=  
参数扫描 - 变化单个参数 z.H`a+cl  
F H%yyT  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 A|a\pL`@  
Ys3C'Gc  
~~fL`"  
x)Th2es\  
参数扫描 - 变化多个参数 dl;A'/(t  
Z'j<wRf  
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•可以灵活地应用MATLAB基础文件。 0y ;gi3W  
•例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。 :8QG$Ua1  
•在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。
d z\b]H]  
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. LS.Z 4@  
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参数扫描 - 变化多个参数 AP~!YwLW  
_Ey8P0-I  
2>r.[  
tvH)I px  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 ZEMo`O  
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df)1} /*L  
多配置仿真 H9Z3.F(2  
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NR [VGZj  
eyG.XAP  
在多个配置中变化单个参数 $k?L?R1  
V:+bq`  
•使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。 %2+]3h>g  
•作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。 #}Cwn$  
•主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。 :({<"H)!'  
th<]L<BP/  
g\Z k*5(  
(l,o UBRr  
在多个配置中变化单个参数 :Ry 24X  
z~_\onC  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 b(VU{cf2d  
S ] &->5"  
^/uGcz|.  
具有多个配置的参数优化 Y^G3<.B  
5zGj,y>u  
LNb![Rq  
•基于前面的示例,我们演示了如何通过使用Matlab内置的最小化函数优化所选参数来代替扫描。 Rt|Hma  
•例如,将光栅深度设置为变量,并且TE和TM偏振的平均效率将被最大化。 ba ?k:b  
Ed-gYL^<  
xRUYJ=|oh  
•要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。 g}-Z]2(c#  
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文件信息 Uu+C<j&-  
a3 x~B=E  
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